电路原理》第五版,邱关源,罗先觉第五版课件(第一章)

2. 电路理论及相关科学技术的发展简史




吉尔伯特发现带电体与非电体之区别 盖里克发明磨擦起电机 1729年，英国人格雷发现有些物质可以传导电，有 些则不能。主张带电体不能导电，而非电体却可以。 法国物理学家迪费（1698－1739）经过实验表明， 带电体与非电体之间并无本质的区别，所有物体都 可以带电。 1734年，迪费发现两类不同的电荷，一种称为玻璃 电，一类称为树脂电。他实际上发现了正负电荷， 但命名不确。
理想电路元件
1.2 电流和电压的参考方向
current and voltage reference direction
电路中的主要物理量有电压 、电流、电荷、磁链、能量、 电功率等。在线性电路分析中 主要关心的物理量是电流、电 压和功率。
1. 电流的参考方向 (current reference direction)
电路的作用

实现电能的传输、分配与转换
发电机
升压 变压器
输电线
降压 变压器
电灯 电动机 电炉 ...

实现信号的传递与处理
话筒
放 大 器
扬声器
电路模型(circuit model)
开关 灯泡
10BASE-T wall plate
电路图
电 池 导线
Rs Us
RL
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁性质 的理想电路元件及其组合。 有某种确定的电磁性能的理想元件
第一章电路模型和电路定律
(circuit model)
(circuit laws)
重点： 1. 电压、电流的参考方向
2. 电路元件特性
3. 基尔霍夫定律
本章要求
充分理解和掌握电流的参考方向和 电压的参考极性两个概念； 明确电阻、电感、电容等电路元件 的电压与电流间的关系； 熟练掌握基本定律，并做到灵活运 用。
U1 B 4066 C4 3 1uf
3 4
1uF
VR 1 5 0 KV R
VR 3 10K CO N1 VD D GN D RESET DV C HIFI DG ND NC CH K AD IN M OT DA OUT M IC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B
C2 1uF R8 1.2K AD IN BA T 6V DC C2 5 1uF C3 8 2 2 2 (M) T4 9014 VD D R4 6 51K R2 6 10K 5 D9 5.1V
约瑟夫· 亨利 （Henry Joseph 1797-1878）,美国科学家。他是 以电感单位“亨利”留名的大物 理学家。 1832年亨利提出了表征 线圈中自感应作用的自感系数L。
楞次是俄国物理学家,主要从事电 学的研究。1833年指出感应电流的 方向是这样确定的：它所产生的磁 场方向与引起感应的原磁场的变化 方向相反。后被称为楞次定律。 1838年,画家出身的美国人莫尔斯用 编码方式发明了有线电报, 1844年5 月24日,莫尔斯在华盛顿国会大厦向 40英里外的巴尔的摩发出了人类历 史上第一份电报.这是信息流和物质 流传递方式的第一次分离,有线电报 的发明具有划时代的革命意义。
1746年，美国科学家本杰 明· 富兰克林（1706－1790）开 始研究电现象，他相继发现：天 上的雷电与莱顿瓶中的电是一回 事；发明避雷针；并于1794年提 出正电负电的概念。
法国人库仑（1736－1806）运用 扭秤测定电荷之间的相互作用，证 明了电力与电荷量之积成正比，与 距离平方成反比。得出了历史上最 早的静电学定律－库仑定律。


电路理论是高等学校电子与电气信息类专业的技 术基础课，为该类专业的后续许多课程理论支持， 如模拟电子技术、数学电子技术、信号与系统、 电机学、电力系统分析、集成电路设计、自动控 制、电力电子技术待都用到电路理论。 在工程技术实际和生活实际中应用广泛，与我们 的生活密不可分。
4、电路理论和电路课程
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C3 9 1 0 3 (M)
10
9
R2 8 220 RE C
L4 47uH SPKSK T R4 2 68
C1 1 4.7uF
R3 7 2.2k R5 10K
DV CC
U4 TA7 7 3 8
KA
C2 9 100uF C3 2 470uF
C4 0 1uF R2 2 4.7K
D3 1 N4 1 4 8
（1775-1836），法国物理学家安 培从1820到1825年相继提出安培定 律（载流导线之间的相互作用力定 律）和安培环路定律，为电动机的 发明作了理论上的准备。奠定了电 动力学的基础。
1826年，德国科学家欧姆 （1787－1854）在多年实验基础 上，提出了著名的欧姆定律。
英国物理学家法拉第（1791－ 1867），电流有磁效应，磁有没有 电流效应呢？ 1831年，法拉第发现运动的磁铁会 导致电流，而静止的磁铁却没有电 流效应。这个电流称为感生电流。


期末考试： 70% 平时成绩： 30%
教材和参考书

教材

《电路》，邱关源编，高等教育出版社

建议参考书

《电路原理》，徐国凯编著，机械工业出版社 《电工学》，唐介编著，高等教育出版社 《电路原理》，周守昌编著，高等教育出版社
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BA TTR3 3 18kK C4 1 104 D R2 1 R1 8 18K 27K C2 1 153 2 DV CC R3 6 3.3K R3 1 3.3K C1 3 47uF C3 7 103 C3 1 220uF C1 5 104 1 M IC R4 10K C4 DC RESET R1 2 10K T2 9014 1 UF C1 2 1 UF M ICSK T R1 7 10K VC C T8 8050 R1 5 DV CC 470 C1 9 104 C1 7 104 C1 8 220uF C R1 3 10K D1 1 4148 DV C R6 CH ANG 1K R7 2 4 (0 .5 W ) T3 8050 D
20世纪30年代开始，电路理论已形成为一 门独立学科，建立了各种元器件的电路模型。 50年代末，电路理论在学术体系上基本完善。 60年代以后的电路理论为控电路理论。
近代电路理论的主要特点： 图论引入电路理论 出现大量新的电路元件、有源器件 电路分析和设计在计算机上的应用
3. 电路理论的应用
1876年，美国科学家贝尔（1847 －1879）发明了电话，实现了通 信技术的飞越。 1879年，美国科学家爱迪生（1847 －1931）发明了碳丝灯泡。改变了 人们的生活。 1880年，英国人霍普金森提出了形 式上与欧姆定律相似的计算磁路的 定律。19世纪末交流电技术发展。
1894年，意大利人 马可尼和俄国的波 波夫分别发明了无 线电。从此进入了 无线电通信时代。
•1845年，德国物理学家基尔霍夫 （1824－1887）在深入研究了欧姆 的工作成果之后。提出了电路的两 个基本定律－基尔霍夫电流定律 (KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。
英国物理学家威廉· 汤姆森（开尔文 勋爵1824－1907）采用电阻、电感 和电容的电路模型，分析了莱顿瓶 的放电过程，得出电振荡的频率。
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T5 9014
Title
4.7 D7 V
1K
C7 100uF
220u
C6 202
Size A4 Date: File:
Nu m b er
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1925年，英国人贝尔德发明了电视。
1932年发现负反馈放大器的稳 定性条件，即著名的奈奎斯特 稳定判据，可用于各种线性反 馈系统的设计。
第二次世界大战中雷达和近代控制技术的出现， 对电路理论的发展起了推进作用。1958发明了集成电 路，它将构成电子电路的电阻电容二极管等都放在了 一块半导体芯片上，电子技术进入了集成电路时代。


电路理论是电气工程和电子科学技术的主要 理论基础，是一门研究电路分析和网络综合 与设计基本规律的基础工程学科。 所谓电路分析是在电路给定参数已知的条件 下，通过求解电路中的电压、电流而了解电 网络具有的特性；而网络综合是在给定电路 技术指标的情况下，设计出电路并确定元件 参数，使电路的性能符合设计要求。
1800年，伏特（1745－1827）依照 伏特序列制成伏特电堆。它能够把 化学能不断地转变为电能，维持单 一方向的持续电流为动电研究打下 基础，推动了电化学的发展。 1820年，丹麦物理学家奥斯特 （1777－1851）发现电流的磁效 应。在电与磁之间架起了一座桥 梁，打开了近代电磁学的突破口 ，对德国自然哲学的影响。

B B
A A 问 题
1853年H. 亥姆霍兹在载维宁定理的基础上提 出电路中的等效发电机原理。1854年，开尔文 发表了电缆传输理论。1857年基尔霍夫提出了 包括自感系数在内的完整的传输线上电压及电 流方程式，称之为基尔霍夫方程。至些，包括 传输线在内的电路理论基本建立起来了。
1866年，德国工程师西门子（1823 －1883）提出了发电机的工作原理， 并由西门子公司的一名工程师完成 了人类第一台发电机，同年，西门 子还发明了第一台直流电动机，从 此电气化时代开始了。 1869英国特理学家麦克斯韦(1831 －1879)总结了当时所发现的种种 电磁现象的规律，将它表达为麦 克斯韦议程组，预言了电磁波的 丰硕，为电路理论奠定了坚定的 基础。
R4 3
VC C
3
1K R4 5 10K R3 9 10K
M IC C3 104 R3 4 10K R3 22K DA O C8
9
S3 R2 1K
T1 8050
U1 C 4066
POW SKT
D1
T6 9014 6 C5 1 UF U1 D 4066 M OT
1 N4 0 0 1 R1 A C9 220uF C1 6 1000uF
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R4 0 47
H/L
1
2
3
4
5
6
7
8
330K
R2 3
1 N4 1 4 8
R4 1 4.7 C2 7 47uF C3 5 561 R2 4 680 R2 0 430
D2
12 C3 6 104
1 2
8 7 U6 2402 6 5 R3 5 22k
RP1 1k
C2 4 47uF
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C2 3 B C2 2 203
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2
3
百度文库 第一章绪论
1. 课程定位 2. 电路理论及相关科学技术的发展简史
3. 电路理论的应用
4. 电路理论和电路课程
所应具备基础知识：电磁学、数学
课程主要内容：

分析电路中的电磁现象 研究电路的基本规律及电路的分析方法
课程意义：

在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案 和课程体系中起着承前启后的重要作用。
主要内容
电路和电路模型 电流 、电压和功率 电路元件 基尔霍夫定律
1.1 电路和电路模型
电路(circuit)的组成
电源(source): 提供电能 或发出电信号的设备
发电机 升压 变压器 输电线
负载(load): 消耗电能 或接收电信号的装置
电灯 电动机 电炉 ...
降压 变压器
传输控制器件：电源和 负载中间的连接部分
电路原理
机电信息工程学院 杜海英
杜海英

机电学院自动化系教研室

办公室：机电楼304

E-mail：duhaiying@dlnu.edu.cn
电路原理

学科基础课必修课程，共80学时，5个学分
后续课程为：模拟电子技术、数字电子技术 成绩考核与评定 总成绩分为期末考试和平时成绩，期末 考试为闭卷考试，其比例：
产生原因 电流强度 带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面 的电荷量
Δ q dq i (t ) lim Δ t 0 Δ t dt
def
单位： A（安培）、kA、mA、A 方向：规定正电荷的运动方向为电流的实 际方向，元件(导线)中电流流动的实际方向 只有两种可能:
实际方向
24K
KB
HEA D
R3 2 47K M IC
KD
KC
C2 0 2 n 2 (M)
330K
R3 0
R1 9
C3 4 561 C2 6 4.7uF
C2 8 C4 2 1uF SPK
100uF
R2 7 6.8K
13
U1 A 4066
C
C1 4 47uF
D5 4.7V
C3 0
C3 3 22uF
470uF
R2 9 12K